Проектирование технических систем. — М.: Машиностроение, 1986. — 256 с. (В пер.): 1 р. 20 к.
Изложена оригинальная концепция автоматизированного проектирования оптимальных технических систем, т. е. систем, обеспечивающих максимум экономической эффективности использования средств, затраченных на проектирование оборудования, разработку технологии его производства, организацию, производство, эксплуатацию.
Даны рекомендации, учитывающие динамику развития потребностей в процессе производства и эксплуатации, новые технические идеи. Высокое качество проектирования обеспечивают правильным выбором ограничений в соответствии с техническими требованиями к создаваемому оборудованию.
Для инженерно-технических работников, занимающихся проектированием систем машин.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Наиболее яркая черта современной научно-технической революции— уменьшение промежутков времени от момента открытий в области фундаментальных наук до начала их использования для решения практических задач. Все, что в недалеком прошлом являлось достоянием ученых, сегодня воплощают в конструкциях различных машин, устройств, механизмов.
Если на заре века технического прогресса созданные машины и новые услуги входили в обиход человечества медленно, постепенно трансформируясь и приспосабливаясь к возможностям общества, сегодня они сразу становятся доступны для массового потребления. Мало того, повышая творческий потенциал общества, они являются катализатором новых научных проблем и технических решений. Удовлетворяя потребности общества, новые машины и технические устройства входят в мир современного человека и превращаются в необходимые объекты повседневного быта.
Все возрастающий темп зарождения новых научных идей влечет за собой необходимость создания адекватных технологических процессов и введения в экономику ранее неиспользуемых ресурсов. Процессы, связанные с постижением тайн природы, развитием технических идей, введением в промышленность новых ресурсов, взаимно связаны и взаимно обусловлены.
Расточительность в отношении ресурсов, обеспечивающих практическую реализацию новых идей, в современных условиях особенно недопустима. Необоснованные затраты ресурсов в условиях, когда человечество испытывает хронический дефицит в традиционных и новых материалах,— это одна из основных причин, тормозящих развитие экономики; причем расточительность в одной отрасли неминуемо приводит к изменениям в смежных отраслях, где из-за недостатка ресурсов возникают перебои и замедляется рост.
Вследствие большой инерции экономических процессов наметившееся отклонение от гармоничного равновесного состояния не может быть ликвидировано немедленно. Требуются значительные усилия и время для восстановления равновесия. В связи с этим ошибки в выборе путей развития отдельных технических отраслей недопустимы.
Только в социалистическом обществе, где планирование разви-ия производства является основой, определяющей рациональное
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие ...',.......................... 3
Глава 1. Общая постановка задачи автоматизированного проектирования и планирования оптимальных систем . . ............... 7
1.1. Особенность системного подхода к задаче проектирования и планирования систем........................... 7
1.2. Народное хозяйство и системы обслуживания........ 12
1.3. Общая схема СО........................ 14
1.4. Народнохозяйственная потребность............... 15
1.5. Обслуживающие устройства................... 18
1.6. Ресурсы и их характеристики.................. 20
1.7. Эффективность и качество системы обслуживания......... 22
1.8. Критерии оптимальности и ограничения.............. 26
1.9. Некоторые вопросы динамики построения системы........ 31
1.10. Жизненный цикл изделия-................... 32
1.11. Структура системы обслуживания............... 34
1.12. Морфологический анализ структуры и математическая модель СО 36
1.13. Задача оптимального проектирования и планирования систем . . 38
1.14. Проблемы автоматизации проектирования.......'. . . . 39
1.15. Задача автоматизированного проектирования и планирования оптимальных систем обслуживания................... 4'
Г л а, в а 2. Формирование поля заявок и прогнозирование потребностей 43
2.1. Система обслуживания и порядок регистрации требований .... 43
2.2. Стационарное поле требований................. 43
2.3. Построение поля заявок...............;„••••
2.4. Алгоритм формирования поля заявок при неравномерной шкале параметров............................. с0
2.5. Нумерация заявок....................... 2У
2.6. Прогнозирование........................
2.7. Прогноз элементов временного ряда............... eg
2.8. Оценка случайных составляющих прогнозируемого процесса . . . •
2.9. Прямая аппроксимация сложной функции произведением функции ^ отдельных аргументов....................• • • ge,
2.10. Динамическое поле заявок.....................
Глава 3. Морфологическая структура КТС и их стоимостные характе- ^
рИСТИКИ..............................' ^ gy
3.1. Факторы, определяющие оптимальность типоразмерных рядов КК>
3.2. Оптимальные конструкции КТС и их стоимостные характеристики
3.3. Оптимальные стоимостные характеристики КТС, их подсистем ^ элементов...........• ~............' 76
3.4. Система оптимальных стоимостных характеристик изделия . . • • g()
3.5. Учет многомерности составляющих вектора параметров H3««'
3.6. Выбор оптимальных вариантов входящих узлов при наличии ирш> g2 ципнально отличающихся решений..............* 85
3.7. Определение необходимости нового проектирования........
3.8. Узлы «собственных затрат». Учет технологии изготовления КТС
и его узлов. Эксплуатационные расходы................ 87
3.9. Учет взаимной корреляции характеристик узлов по горизонтали 90
3.10. Преемственность элементов и узлов при оптимальном конструировании методом стоимостных характеристик. Реальные стоимостные характеристики.................. . . : : 91
3.11. Формализованная постановка задачи построения оптимальных стоимостных характеристик..................... 95
3.12. Сведение задачи построения стоимостных характеристик к задаче геометрического программирования................ 95
3.13. Сравнительная оценка методов иерархической оптимизации . . . 100
Глава 4. Постановка задачи построения оптимального типоразмерного ряда КТС. Граф альтернативных решений................ 103
4.1. Постановка задачи построения типоразмерного ряда........ 103
4.2. Формализованная постановка задачи построения оптимальной системы обслуживания........................ 104
4.3. Граф альтернативных решений. Интегральные стоимостные характеристики .............................. 109
4.4. Расчет потерь из-за неадекватности............... 112
4.5. Аналитическое представление интегральных стоимостных характеристик ............................... 114
4.6. Оптимальное дихотомическое деление поля заявок......... 117
4.7. Доказательство единственности оптимального сечения поля заявок 118
4.8. Граф альтернативных решений и алгоритм аналитического построения графа альтернативных решений................. 121
4.9. К вопросу об учете динамических составляющих вектора проектных параметров........................... 124
4.10. Использование метода дихотомии при недостаточной информации 124
4.11. Использование метода дихотомии для построения оптимального типоразмерного ряда грузовых железнодорожных вагонов....... 126
4.12. Уточнение метода дихотомии................... 132
Глава 5. Табличный метод прикрепления заявок............ 134
5.1. Метод прикрепления заявок. Использование метода прикрепления заявок для распределения КТС известного типажа........... 134
5.2. Метод попарного объединения заявок............... 139
5.3. Использование алгоритма прикрепления заявок для перераспределения парка КТС...................., 142
5.4. Использование метода прикрепления заявок для решения задачи проектирования типоразмерного ряда КТС.............. 144
5.5. Учет остаточного парка при проектировании КТС новых типоразмеров ............................... 146
5.6. Учет ограничений по реальным ресурсам............ 147
5.7. Особенности построения оптимального типоразмерного ряда КТС в условиях динамики ................ .......... 149
5.8. Возможные стратегии решения динамической задачи....... 150
5.9. Построение типоразмерного ряда КТС в условиях динамики ... 160
5.10. Учет жизненного цикла КТС.................... 161
Глава 6. Конструирование КТС СО методом стоимостных характеристик 167
6.1. Задача конструирования на множествах OCX........... 167
6.2. Обоснование оптимальности решения, полученного методом OCX 170
6.3. Постановка задачи синтеза экономичной конструкции КТС (изделий) на множестве реальных стоимостных характеристик....... 171
6.4. Синтез оптимальных КТС на базе реальных характеристик .... 172
6.5. Комбинированный алгоритм синтеза КТС оптимальной конструкции 176
6.6. Вероятность достижения глобального экстремума при синтезе оптимальных конструкций КТС методом последовательного перебора дискретных вариантов (детерминированный'анализ)............ 179
6.7. Вероятность достижения глобального экстремума при синтезе рп-
тимального КТС методом последовательного перебора дискретных вариантов (стохастический анализ).................. 183
6.8. Модульное построение узлов КТС................ 189
6.9. Использование метода OCX для синтеза КТС модульной конструкции ,.............................. 191
6.10. Учет ограничений....................... 194
6.11. Оптимизация структуры КТС ......'...'..!...... 196
Глава 7. Распределение ограниченных ресурсов . ............ 197
7.1. Постановка задачи об оптимальном распределении ресурсов ... 197
7.2. Математическая модель предприятия, построенная для анализа игровых ситуаций .......................... 198
7.3. Применение модели, описываемой степенными функциями, для оптимизации распределения однокомпонентного ресурса........ . 201
7.4. Оптимальное распределение многокомпонентного ограниченного ресурса между исполнителями.................... 205
7.5. Возможности использования одноресурсных моделей при многокомпонентных ресурсах....................... 211
7.6. Метод соревновательных планов и его использование для квазиоптимального распределения ресурсов................ 213
7.7. Основной алгоритм метода................... 214
7.8. Многоэтапное распределение однокомпонентного ресурса и портфеля заявок между исполнителями............"...-.... 221
7.9. Точки Нэша и границы области согласованных решений...... 225
7.10. Второй вариант многошагового встречного планирования при распределении ресурсов........................ 228
7.11. Ходы исполнителей, обеспечивающие оптимальность их стратегии 230
7.12. Упрощение процедуры игры. Введение параметров, отражающих отношения между ресурсами и планами................ 234
7.13. Математическое обоснование процедуры соревновательного процесса в терминах параметров р<, п< ....... . ...... 237
7.14. Деловая игра «Распределение ограниченного ресурса между исполнителями, выполняющими одну и ту же производственную функцию» 243
Список литературы........................... 248
Цена: 150руб.
